发电厂电气部分第六章习题解答

第6章导体和电气设备的原理与选择

6-1什么是验算热稳定的短路计算时间t k以及电气设备的开断计算时间t br？

答：演算热稳定的短路计算时间t k为继电保护动作时间t pr和相应断路器的全开断时间t br之和，而t br是指断路器分断脉冲传送到断路器操作机构的跳闸线圈时起，到各种触头分离后的电弧完全熄灭位置的时间段。

6-2开关电器中电弧产生与熄灭过程与那些因素有关？

答：电弧是导电的，电弧之所以能形成导电通道，是因为电弧柱中出现了大量的自由电子的缘

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1

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答：计量用电流互感器接线方式的选择，与电网中性点的接地方式有关，当为非有效接地系统时，应采用两相电流互感器，当为有效接地系统时，应采用三相电流互感器，一般地，作为计费用的电能计量装置的电流互感器应接成分相接线（即采用二相四线或三相六线的接线方式），作为非计费用的电能计量装置的电流互感器可采用二相三线或三相的接线方式，

6-6为提高电流互感器容量，能否采用同型号的两个互感器在二次侧串联或并联使用？

答：可以将电流互感器串联使用，提高二次侧的容量，但是要求两个电流互感器型号相同。因为电流互感器的变比是一次电流与二次电流之比。两个二次绕组串联后，二次电路内的额定电流不变，一次电路内的额定电流也没有变，故其变比也保持不变。二次绕组串联后，因匝数增加一倍，

感应电势也增加一倍，互感器的容量增加了一倍。也即每一个二次绕只承担二次负荷的一半，从而误差也就减小，容易满足准确度的要求。在工程实际中若要扩大电流互感器的容量，可采用二次绕组串联的接线方式。

不能将电流互感器并联使用。

6-7电压互感器一次绕组及二次绕组的接地各有何作用？接地方式有何差异？

答：电压互感器一次绕组直接与电力系统高压连接，如果在运行中电压互感器的绝缘损坏，高电压就会窜入二次回路，将危及设备和人身的安全。所以电压互感器二次绕组要有一端牢固接地。

6-8电流互感器的误差与那些因素有关？

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降。

电流可达到额定电流的几十倍，此电流将产生很高的共振过电压，为此在LL上关联放电间隙EE，用以保护。此外由于电容式电压互感器系由电容（C1C2）和非线性电抗所构成，当受到二次侧短路或断开等冲击时，由于非线性电抗的饱和，可能激发产生某次谐波铁磁谐振过电压，为了拟制谐振的产生，常在互感器二次侧接入D。

6-12在发电厂中，电压互感器的配置原则有那些？

答：1）母线；2）线路；3）发电机；4）变压器

6-13 如图6-14所示接线，设25MW 发电机（U N =10.5kV ，I N =1718A ），回路装有仪表：电流表3只，有功功率表、无功功率表、有功电能表、无功电能表、电压表及频率表各1只，互感器距控制室的距离为60m 。试选择该回路中供测量表计用的电流互感器4及电压互感器13。

解：

6-14 选择10kV 配电装置的出线断路器及出线电抗器。设系统容量为150MVA ，归算至10kV 母线上的电源短路总电抗X ?*Σ=0.14（基准容量S d ＝100MVA ），出线最大负荷为560A ，出线保护动作时间t pr ＝1s 。

解：假设选择断路器为SN10-10II Nbr =16kA ，全分闸时间t br =0.1s ，

L x 3I 1.12"=4离a ＝。1查图6-17曲线2，得：2/68.0mm A J =，则：)(265368

.018042max mm J I S J === 选择100×10mm 2的三条矩形导体水平布置,允许电流A I C al 328425= ，集肤效应7.1=f K 截面积为3000mm 2。当环境温度为C 40时：

2）热稳定校验。正常运行时导体温度：

查表6－9，得热稳定系数93=C ，则满足短路时发热的最小导体截面为：

发电机出口短路待会，非周期分量等值时间T 取0.2s

满足热稳定要求。

3）动稳定校验。导体自振频率由以下求得：

可不计母线共振影响。取发电机出口短路时，冲击系数9.0=K ，则

母线相间应力计算如下：

母线同相条间作用应力计算如下：

1.010010==h b ，091.010010102=+=+-h b b b ，273.0110

304==+-h b b b 45.012=K ，6.013=K 则：

)(449701.0/7317010)6.045.0(8/10)(829291312Pa b i K K f sh b =⨯⨯+⨯=⨯⨯+=--临界跨距cr L （每

I max ＝6791A 电流I ''I max 223